(57)【要約】【課題】  ギヤトレイン及びこれを使用したインクジェットプリンタの作動音を静粛化し、作動時の振動を低減すると共に、部品点数を削減して低廉化を図ることを目的とする。【解決手段】  モータ３の出力軸４に第１の樹脂製やまば歯車５を一体回動可能に取り付けてある。また、この第１の樹脂製やまば歯車５と噛み合う第２の樹脂製やまば歯車６を被動軸である給紙ローラ軸７に一体回動可能に取り付けてある。これにより、モータ３の回転が第１及び第２の樹脂製やまば歯車５，６を介して給紙ローラ軸７に伝達される。第１及び第２の樹脂製やまば歯車５，６は、射出成形により高精度に形成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯のねじれ方向が反対のはすば歯車を貼り合わせたような形状を呈し、
歯のねじれ方向が一方側の第１歯車部分とこの第１歯車部分の歯のねじれ方向と反対の方向に歯がねじれる第２歯車部分とを一体成形してなり、
歯が歯幅方向に連続していることを特徴とする樹脂製やまば歯車。
【請求項２】
モータの出力軸に一体回動可能に取り付けられた第１の樹脂製やまば歯車と、
この第１の樹脂製やまば歯車と噛み合って、被動軸と一体に回動する第２の樹脂製やまば歯車と、
を備えたことを特徴とするギヤトレイン。
【請求項３】
モータの出力軸に一体回動可能に取り付けられた第１の樹脂製やまば歯車と、
この第１の樹脂製やまば歯車と噛み合って、給紙ローラ軸と一体に回動する第２の樹脂製やまば歯車と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂製やまば歯車、及びこれを使用したギヤトレインやインクジェットプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としてのインクジェットプリンタは、その多くがパソコンに接続されて使用され、パソコン操作用のデスク上又はそのデスク近傍に配置され、パソコン操作する者の近くで作動させられる。そのため、インクジェットプリンタは、特に作動音や作動時の振動を小さく抑えることが望まれている。
【０００３】
そこで、従来のインクジェットプリンタは、モータの出力ギヤ及びこの出力ギヤに噛み合うアイドルギヤをはすば歯車とし、出力ギヤとアイドルギヤとのかみ合い率を大きくすることにより、低騒音化を図っていた（例えば、非特許文献１参照）。そして、給紙ローラ軸の被動ギヤとこれに噛み合うアイドルギヤは、平歯車を使用するようになっており、給紙ローラ軸にスラスト力が作用しないように工夫されていた。なお、給紙ローラ軸にスラスト力が作用すると、給紙搬送ローラがローラ軸の軸線方向に沿ってずれ動きを生じることになる。そして、この給紙搬送ローラによって搬送されるシート（コピー用紙やはがき等のシート状の記録材）が給紙ローラ軸の軸線方向にずれて搬送されることになり、印字開始位置等に狂いを生じ、印刷精度が低下することになる。
【０００４】
【非特許文献１】精密工学会成形プラスチック歯車研究専門委員会編，「成形プラスチック歯車ハンドブック」，シグマ出版，１９９５年４月２０日，４７７頁及び２０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術のように、出力ギヤとこれに噛み合うアイドルギヤとがはすば歯車であると、両ギヤにスラスト力が作用することになり、両ギヤやこの両ギヤを回動可能に支持している回転軸の取付部のがたつきに起因する振動を生じる場合があった。
【０００６】
また、上述のような従来技術によれば、モータの出力ギヤと給紙ローラ軸の被動ギヤとの間に複数のアイドルギヤを配置しなければならず、ギヤトレインの部品点数が多いため、その部品点数を削減することがインクジェットプリンタを低廉化する上での課題となっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、パソコン操作する者等の近傍に配置されるインクジェットプリンタ等の画像形成装置の作動音の静粛化及び作動時の振動を低減することを目的とすると共に、ギヤトレインの部品点数を削減して、画像形成装置の低廉化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明に係る樹脂製やまば歯車は、歯のねじれ方向が反対のはすば歯車を貼り合わせたような形状を呈し、歯のねじれ方向が一方側の第１歯車部分とこの第１歯車部分の歯のねじれ方向と反対の方向に歯がねじれる第２歯車部分とを一体成形してなり、歯が歯幅方向に連続していることを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明に係るギヤトレインは、モータの出力軸に一体回動可能に取り付けられた第１の樹脂製やまば歯車と、この第１の樹脂製やまば歯車と噛み合って、被動軸と一体に回動する第２の樹脂製やまば歯車と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明に係る画像形成装置は、モータの出力軸に一体回動可能に取り付けられた第１の樹脂製やまば歯車と、この第１の樹脂製やまば歯車と噛み合って、給紙ローラ軸と一体に回動する第２の樹脂製やまば歯車と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明は、モータの出力軸に取り付けられた第１の樹脂製やまば歯車から被動軸に取り付けられた第２の樹脂製やまば歯車に動力伝達されるようになっているため、動力伝達時にギヤトレインにスラスト力が生じることがなく、スラスト力の作用による騒音及び振動の発生を防止することができる。
【００１２】
また、本発明は、モータ側の第１の樹脂製やまば歯車とこれに噛み合う給紙ローラ軸側の第２の樹脂製やまば歯車とがギヤトレインを構成するようになっているため、動力伝達時に給紙ローラ軸にスラスト力が作用するようなことがなく、給紙搬送ローラが給紙ローラ軸に沿ってずれ動きを生じるようなことがない。
【００１３】
また、本発明は、モータの出力軸に取り付けた第１の樹脂製やまば歯車に、被動軸である給紙ローラ軸に取り付けた第２の樹脂製やまば歯車を噛み合わせ、アイドルギヤを使用することなく、モータの回転を給紙ローラ軸に伝達するようになっているため、アイドルギヤを使用しない分だけ、部品点数を削減でき、ギヤトレイン及びこのギヤトレインを備えた画像形成装置の低廉化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１５】
（インクジェットプリンタのギヤトレイン）
図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタ（画像形成装置）１のギヤトレイン２を示す模式的構成図である。この図に示すように、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１のギヤトレイン２は、モータ３の出力軸４に一体回動可能に取り付けられた第１の樹脂製やまば歯車５と、この第１の樹脂製やまば歯車５と噛み合う第２の樹脂製やまば歯車６とで構成されるようになっている。そして、第２の樹脂製やまば歯車６が給紙ローラ軸（被動軸）７に一体回動可能に取り付けられている。なお、第１の樹脂製やまば歯車５と第２の樹脂製やまば歯車６の歯数は、モータ３の回転数と給紙ローラ軸７の回転数との比によって決定される。
【００１６】
給紙ローラ軸７には、給紙搬送ローラ８が軸方向（通紙幅方向）に沿って適当な間隔で取り付けられている。この給紙搬送ローラ８は、給紙ローラ軸７に圧入されるか、又は給紙ローラ軸７に固定手段（回り止めとしてのキー，ねじ等や、スライド移動防止手段としての軸用止め輪等）により固定され、給紙ローラ軸７と一体回動できるようになっている。なお、給紙ローラ軸７は、プリンタ本体１０のフレーム１１等に回動可能に支持されている。
【００１７】
このようなインクジェットプリンタ１のギヤトレイン２によれば、モータ３の回転が、出力軸４の第１の樹脂製やまば歯車５及びこれに噛み合う第２の樹脂製やまば歯車６を介して給紙ローラ軸７に伝達されることになる。給紙ローラ軸７は、第１の樹脂製やまば歯車５と第２の樹脂製やまば歯車６との歯数比に応じた減速比で、且つ、モータ３の回転方向と逆の方向に回転する。これにより、シート状の記録材（プリント用紙やプラスチックフィルム等）が、給紙ローラ軸７と一体に回動する給紙搬送ローラ８によってシート搬送方向に搬送される。
【００１８】
このようなインクジェットプリンタ１のギヤトレイン２は、モータ３の回転が第１の樹脂製やまば歯車５及びこれに噛み合う第２の樹脂製やまば歯車６を介して給紙ローラ軸７に伝達されるようになっているため、動力伝達時にギヤトレイン２にスラスト力が生じることがなく、スラスト力の作用によるがたつき音（作動時の騒音）や振動の発生を防止することができる。その結果、インクジェットプリンタ１の作動音が静粛化する。
【００１９】
また、本実施の形態によれば、モータ３側の第１の樹脂製やまば歯車５とこれに噛み合う給紙ローラ軸７側の第２の樹脂製やまば歯車６とがギヤトレイン２を構成するようになっているため、動力伝達時に給紙ローラ軸７にスラスト力が作用するようなことがなく、給紙搬送ローラ８が給紙ローラ軸７の軸線方向に沿ってずれ動きを生じるようなことがない。その結果、本実施の形態のギヤトレイン２を使用するインクジェットプリンタ１は、記録材をシート搬送方向に正確に搬送することができ、記録材がシート搬送方向と直交する方向にずれるのを防止できるため、画像形成精度（例えば、印字精度）が向上する。
【００２０】
また、本実施の形態によれば、モータ３の出力軸４に取り付けた第１の樹脂製やまば歯車５に、被動軸である給紙ローラ軸７に取り付けた第２の樹脂製やまば歯車６を噛み合わせ、アイドルギヤを使用することなく、モータ３の回転を給紙ローラ軸７に伝達するようになっているため、アイドルギヤを使用しない分だけ、部品点数を削減でき、ギヤトレイン２及びこのギヤトレイン２を備えたインクジェットプリンタ１の低廉化を図ることができる。
【００２１】
また、本実施の形態によれば、モータ３の出力軸４と給紙ローラ軸７とが、アイドルギヤを使用することなく、第１の樹脂製やまば歯車５と第２の樹脂製やまば歯車６だけで連繋されるようになっているため、図２に示すような、出力ギヤ（樹脂製はすば歯車）１２と被動ギヤ（平歯車）１３をアイドルギヤ（樹脂製はすば歯車）１４及びアイドルギヤ（平歯車）１５で連繋する場合に比較し、給紙ローラ軸７に沿った方向の寸法を小さくでき、ギヤトレイン２及びこのギヤトレイン２を使用したインクジェットプリンタ１の小型化を図ることができる。
【００２２】
（インクジェットプリンタ）
ここで、本実施の形態に係るギヤトレイン２を使用したインクジェットプリンタ１は、給紙カセットから給紙コロによって送り出された記録材を給紙搬送ローラ８で画像形成部に送り込み、この画像形成部に送り込まれた記録材にインクを吹き付けて画像を形成した後（印字した後）、画像形成済みの記録材を排紙トレイ側へ排出するようになっている。
【００２３】
（樹脂製やまば歯車）
図３は、本実施の形態に係る第１の樹脂製やまば歯車５を示すものである。また、図４は、本実施の形態に係る第２の樹脂製やまば歯車６を示すものである。これら第１の樹脂製やまば歯車５及び第２の樹脂製やまば歯車６は、共に同一の樹脂材料（ポリアセタール，ポリアミド，ポリカーボネート，ＡＢＳ樹脂等）を使用して射出成形されたものである。
【００２４】
先ず、図３に示す第１の樹脂製やまば歯車５は、その歯幅寸法が第２の樹脂製やまば歯車６の歯幅寸法よりも僅かに大きく形成されており、その回転中心部に軸穴１６が形成され、外周側に歯１７が多数形成されている。この第１の樹脂製やまば歯車５は、軸穴１６にモータ３の出力軸４が圧入され、モータ３の出力軸４と一体に回動するようになっている（図１参照）。
【００２５】
また、図４に示す第２の樹脂製やまば歯車６は、第１の樹脂製やまば歯車５よりも大径であり、リム１８の外周側に第１の樹脂製やまば歯車５の歯数よりも多くの歯数の歯２０が形成され、その回転中心部に軸穴２１が形成されている。そして、この第２の樹脂製やまば歯車６は、軸穴２１を備えたボス２２とリム１８とが略円板形状のウェブ２３によって接続されるようになっている。この第２の樹脂製やまば歯車６は、その軸穴２１が給紙ローラ軸７に圧入され、給紙ローラ軸７と一体に回動するようになっている（図１参照）。
【００２６】
第１及び第２の樹脂製やまば歯車５，６の歯１７，２０の平面形状は、図３乃至図５に示すように、ねじれが反対のはすば歯車を貼り合わせたような形状を呈している。そして、これらの樹脂製やまば歯車５，６は、歯幅方向略中央部の山形の頂部２４から歯幅方向一端側の第１歯車部分２５Ａ，２５Ｂを形作る第１金型２６Ａ，２６Ｂと、歯幅方向略中央部の山形の頂部２４から歯幅方向他端側の第２歯車部分２７Ａ，２７Ｂを形作る第２金型２８Ａ，２８Ｂとを突き合わせ、これら第１金型２６Ａ，２６Ｂと第２金型２８Ａ，２８Ｂのキャビティ３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ内に樹脂を射出して一体成形されるようになっている。
【００２７】
このようにして射出成形された第１及び第２の樹脂製やまば歯車５，６は、第１金型２６Ａ，２６Ｂと第２金型２８Ａ，２８Ｂの突き合わせ面３２Ａ，３２Ｂがズレを生じると、図５に示すように、第１歯車部分２５Ａ，２５Ｂと第２歯車部分２７Ａ，２７Ｂの歯１７，２０の接続部もズレを生じ、山形の歯１７，２０の頂部２４及びその裏面部３３にズレに起因する段差δが生じる。しかし、本実施の形態においては、射出成形用金型（第１金型２６Ａ，２６Ｂと第２金型２８Ａ，２８Ｂ）の構造等を工夫することにより、歯１７，２０の段差δを極めて小さくすることができ、やまば歯車としての特性を損なうことがない（スラスト力を生じることがない）動力伝達を可能にしている。
【００２８】
すなわち、図６（ａ），（ｃ）に示すように、第１の樹脂製やまば歯車５の歯１７の極めて小さな段差δの出っ張り部分（斜線部）３４は、動力伝達時において、噛み合う第２の樹脂製やまば歯車６の歯２０と局所的に接触することになり、伝達すべき荷重が極めて小さな接触面積部分に集中して作用することになるため、弾性変形又は塑性変形してつぶれ、その変形に伴う余肉が歯先面側のスペースや歯底面側のスペース又は相手歯車の歯面との間に生じるスペース内に逃げることになる。その結果、噛み合う両樹脂製やまば歯車（５，６）の第１歯車部分２５Ａ，２５Ｂと第２歯車部分２７Ａ，２７Ｂの歯１７，２０同士が接触した状態で（二面接触状態で）回転伝達を行うことができ、動力伝達時にスラスト力が発生するようなことがない。
【００２９】
なお、図６（ａ）は、段差の無い第２の樹脂製やまば歯車６の歯２０と段差の有る第１の樹脂製やまば歯車５の歯１７の噛み合い状態を示す平面図である。この図６（ａ）に示す状態においては、極めて小さな段差の出っ張り部分３４が伝達荷重でつぶされ、その変形した余肉が歯先面側又は歯底面側のスペースに逃げることになる。
【００３０】
また、図６（ｂ）は、噛み合う両樹脂製やまば歯車５，６の歯１７，２０が同一の形状（図５に示す段差δが同一に形成された形状）の場合の噛み合い状態を示す歯１７，２０の平面図である。この図６（ｂ）に示す状態においては、噛み合う歯面の一方の段差の凹み部分３５と他方の段差の出っ張り部分３４とがはまり合うため、段差δ（図５参照）の出っ張り部分３４がつぶされることなく、噛み合う両樹脂製やまば歯車５，６の第１歯車部分２５Ａ，２５Ｂと第２歯車部分２７Ａ，２７Ｂの歯１７，２０同士が接触することになる。
【００３１】
また、図６（ｃ）は、第１の樹脂製やまば歯車５に噛み合う第２の樹脂製やまば歯車６のズレ（段差）が第１の樹脂製やまば歯車５のズレ（段差）と逆の形状に形成された場合の噛み合い状態を示す歯１７，２０の平面図である。この図６（ｃ）に示す状態においては、第１の樹脂製やまば歯車５側の極めて小さな段差の出っ張り部分３４が伝達荷重でつぶされて、その変形の余肉が歯先面側のスペース，歯底面側のスペース又は第２の樹脂製やまば歯車６側の段差の凹み部分３５に逃げることになる。
【００３２】
このような構成の第１及び第２の樹脂製やまば歯車５，６によれば、スラスト力を生じることなく、静粛に且つ大きなトルクを伝達することが可能になる。
【００３３】
また、本実施の形態の第１及び第２の樹脂製やまば歯車５，６を金属製のやまば歯車に代えて使用するようにすれば、ギヤトレイン２及びこれを使用するインクジェットプリンタ１の軽量化を図ることができる。
【００３４】
また、本実施の形態の第１及び第２の樹脂製やまば歯車５，６は、スラスト力を生じないため、その分だけ樹脂製はすば歯車に比較して第２の樹脂製やまば歯車６のウェブ２３の肉厚を薄くすることができ、第２の樹脂製やまば歯車６のウェブ２３を補強する放射状リブも省略することが可能になる。
【００３５】
また、本実施の形態の第１及び第２の樹脂製やまば歯車５，６は、歯１７，２０が歯幅方向に連続するように形成されているため、第１歯車部分２５Ａ，２５Ｂと第２歯車部分２７Ａ，２７Ｂの境界部分に第１歯車部分２５Ａ，２５Ｂと第２歯車部分２７Ａ，２７Ｂとを分断するようなスリット等の不連続部分が形成される場合に比較し、歯１７，２０の強度が増すと共に、歯１７と歯２０の噛み合い率が向上する。
【実施例１】
【００３６】
図７は、上述の実施の形態の第１変形例を示す図であり、第２の樹脂製やまば歯車６の歯２０のねじれ角を第１の樹脂製やまば歯車５の歯１７のねじれ角よりも大きくしてある。すなわち、第２の樹脂製やまば歯車６のねじれ角は、第１の樹脂製やまば歯車５側の段差（出っ張り部分３４）に第２の樹脂製やまば歯車６の歯面３６ａ，３６ｂが接触せずに、第２の樹脂製やまば歯車６側の第１歯車部分２５Ｂと第２歯車部分２７Ｂの歯面３６ａ，３６ｂの歯幅方向両側端部側が第１の樹脂製やまば歯車５の第１歯車部分２５Ａと第２歯車部分２７Ａに接触するように、その大きさを決定している。
【００３７】
なお、図７（ａ）は、段差δ（図５参照）を生じた第１の樹脂製やまば歯車５に対し、噛み合う相手の第２の樹脂製やまば歯車６が段差を生じない場合の噛み合い状態を示す歯１７，２０の平面図である。また、図７（ｂ）は、噛み合う両樹脂製やまば歯車５，６が同一形状の段差を生じた場合の噛み合い状態を示す歯１７，２０の平面図である。また、図７（ｃ）は、第２の樹脂製やまば歯車６のズレ（段差）が第１の樹脂製やまば歯車５のズレ（段差）と逆の形状に形成された場合の噛み合い状態を示す歯１７，２０の平面図である。このような、いずれの状態においても、本実施例によれば、両樹脂製やまば歯車５，６の第１歯車部分２５Ａ，２５Ｂと第２歯車部分２７Ａ，２７Ｂ同士が接触し、スラスト力を生じることなく動力伝達することが可能になる。
【実施例２】
【００３８】
図８は、実施例１の変形例（上述の実施の形態の第２変形例）を示す図であり、第２の樹脂製やまば歯車６の第１歯車部分２５Ｂと第２歯車部分２７Ｂを第１の樹脂製やまば歯車５側に向けて凸形状になるように湾曲させてある。このように、第２の樹脂製やまば歯車６の歯２０を形成することにより、第２の樹脂製やまば歯車６の第１歯車部分２５Ｂと第２歯車部分２７Ｂの歯２０の中央部分を第１の樹脂製やまば歯車５の歯１７に接触させることができ、スラスト力を生じることなく動力伝達することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明の樹脂製やまば歯車及びギヤトレインは、上述したインクジェットプリンタの他に、複写機，ファクシミリ装置，レーザープリンタ等の各種画像形成装置、ワイパー駆動装置，パワーウインド駆動装置，オートスライドドア駆動装置等の各種自動車部品、各種電子機器、精密機械等に広く使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタのギヤトレインを示す模式的構成図である。
【００４１】
【図２】本発明の実施の形態に係るギヤトレインと比較するために例示するギヤトレインの模式的構造図である。
【００４２】
【図３】本発明の実施の形態に係る第１の樹脂製やまば歯車であって、上側半分を断面して示す第１の樹脂製やまば歯車を示す図である。
【００４３】
【図４】本発明の実施の形態に係る第２の樹脂製やまば歯車であって、上側半分を断面して示す第２の樹脂製やまば歯車を示す図である。
【００４４】
【図５】図３及び図４の樹脂製やまば歯車の歯の平面図である。
【００４５】
【図６】本発明の実施の形態に係る第１の樹脂製やまば歯車と第２の樹脂製やまば歯車との噛み合い状態を示す歯の平面図である。
【００４６】
【図７】本発明の実施例１に係る第１の樹脂製やまば歯車と第２の樹脂製やまば歯車との噛み合い状態を示す歯の平面図である。
【００４７】
【図８】本発明の実施例２に係る第１の樹脂製やまば歯車と第２の樹脂製やまば歯車との噛み合い状態を示す歯の平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１……インクジェットプリンタ（画像形成装置）、２……ギヤトレイン、３……モータ、４……出力軸、５……第１の樹脂製やまば歯車（樹脂製やまば歯車）、６……第２の樹脂製やまば歯車（樹脂製やまば歯車）、７……給紙ローラ軸（被動軸）、１７，２０……歯、２５Ａ，２５Ｂ……第１歯車部分、２７Ａ，２７Ｂ……第２歯車部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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